隨著電子技術(shù)的發(fā)展，液晶顯示器(LCD)在這些系統(tǒng)中將得到應(yīng)用,，隨著圖形液晶顯示屏的推出,，基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能儀器和儀表的顯示方式有了很大的改觀，可以借助于顯示屏顯示漢字,，給操作者以極大的方便和必要信息提示,；同時(shí)可以設(shè)計(jì)菜單，改善智能儀器的人機(jī)界面,，簡化操作步驟,。
1MGL(S)-204128簡介及其與單片機(jī)的接口
1.1MGL(S)-204128E和驅(qū)動(dòng)電路的簡介
MGL(S)-240128E是香港精電公司生產(chǎn)的點(diǎn)陣圖形式液晶模塊，其點(diǎn)陣數(shù)量為240×128,，點(diǎn)陣尺寸是0.27mm,；液晶屏在外部顯示控制器的控制下，可顯示8×8,，8×16,，16×16等點(diǎn)陣的字符和漢字，顯示字符為黑色,，背景為金黃色,，同時(shí)還可以顯示圖形，是智能儀器儀表的一種理想的顯示器件,，由于MGL(S)-240128液晶顯示模塊內(nèi)部沒有顯示控制器和顯示緩沖RAM,，要完成顯示必須外接顯示控制器和顯示緩沖RAM；在此處選擇的是由SED1335芯片[1]組成的控制板作為MGL(S)-240128單片機(jī)之間的接口,，完成顯示控制功能,。SED1335是日本SEIKOEPSON公司出品的液晶顯示控制器，他在同類產(chǎn)品中是功能最強(qiáng)的,。其特點(diǎn)：有較強(qiáng)功能的I/O緩沖器,；指令功能豐富；4位數(shù)據(jù)并行發(fā)送,，最大驅(qū)動(dòng)能力為640×256點(diǎn)陣,。SED1335硬件結(jié)構(gòu)可分為MPU接口部、內(nèi)部控制部和驅(qū)動(dòng)LCM的驅(qū)動(dòng)部：接口部具有較強(qiáng)的I/O緩沖器,，CPU訪問SED1335不需判斷其忙,，SED1335隨時(shí)準(zhǔn)備接收CPU的訪問并在內(nèi)部時(shí)序下及時(shí)把CPU發(fā)來的指令、數(shù)據(jù)傳輸就位,，控制部由振蕩器,、功能邏輯電路,、顯示RAM管理電路、字符庫及其管理電路以及產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)時(shí)序的時(shí)序發(fā)生器組成,?？刂撇靠晒芾?4k顯示RAM，管理內(nèi)藏的字符發(fā)生器及外擴(kuò)的字符發(fā)生器CGRAM或EXCGROM,。驅(qū)動(dòng)部具有各顯示區(qū)的合成顯示能力,，傳輸數(shù)據(jù)的組織功能及產(chǎn)生液晶顯示模塊所需要的時(shí)序。
1.2單片機(jī)與SEED1335的接口
單片機(jī)8031與MGL(S)-240128E的接口電路如圖1所示,，在圖1中,，將8031的，P20,，D0-D7端與SED1335的W,，A0，D0-D7端相連,，將求反以后接P2.7,，因此SED1335的地址范圍是0000H～8000H。
1.3SED1335的電壓要求
SED1335的模塊在正常工作時(shí)需要的電壓有：電源電壓VCC=+5V,，LCD驅(qū)動(dòng)電壓VEE為-20V左右以及背景光顯示電壓,，本系統(tǒng)采用了2個(gè)WRP系列寬電壓輸入隔離穩(wěn)壓輸出型DC/DC模塊，其一是雙輸出型WRB2424,，為SED1335提供-24V電壓,，另一個(gè)是是單輸出型略)。
2力矩限制器的硬件設(shè)計(jì)
力矩限制器是起重機(jī)的保護(hù)儀器,，其檢測的物理量有主鉤與副鉤的起重載荷和起升高度,，主臂與副臂(塔臂)的起重力矩和起升角度、工作幅度,、鋼絲繩狀況,、風(fēng)速(力)大小、起重過程中載荷振動(dòng)情況以及下車的各種信息(如變幅油缸壓力,、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力,、溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù),、油溫)等,。安全監(jiān)控系統(tǒng)的顯示部分要求實(shí)時(shí)顯示主鉤和副鉤的作業(yè)力矩百分比、實(shí)際載荷,、主臂仰角,、實(shí)際起吊高度以及作業(yè)幅度等參數(shù)。采用MGL(S)240128E的力矩限制器硬件框圖如圖2所示,。由于顯示器件可以顯示字符,、漢字和圖形,，因此利用軟件的設(shè)計(jì)可以根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)菜單，進(jìn)行多項(xiàng)選擇和有關(guān)參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整,；在正常工作狀態(tài)，可以以圖形形式顯示工作參數(shù)或根據(jù)檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)繪出起重機(jī)的動(dòng)態(tài)模擬圖,。
3軟件設(shè)計(jì)部分
3.1SED1335初始化
SED1335有13條指令,，多數(shù)指令帶有參數(shù)。其中的系統(tǒng)控制參數(shù),，要根據(jù)顯示模塊的特點(diǎn)和顯示要求,，在液晶第一次初始化的時(shí)候設(shè)置這些系統(tǒng)控制參數(shù)，初始化程序在系統(tǒng)初始化程序中使用一次即可,。顯示操作參數(shù)規(guī)定了顯示的各種具體規(guī)則,，通過設(shè)置，可以得到想要的顯示效果,。A0=1,，為CPU向LCD寫指令代碼和讀數(shù)據(jù)，指令代碼寫入輸入緩沖器內(nèi),，指令的參數(shù)隨后通過數(shù)據(jù)緩沖器(A0=0)寫入,。指令的執(zhí)行，發(fā)生在這條指令的參數(shù)輸入完成之后,。所寫的參數(shù)順序不能改變,，也不能省略。
3.2漢字顯示程序設(shè)計(jì)
漢字的顯示必須先從有關(guān)的字庫中提取漢字的字模,，其方法是根據(jù)漢字的區(qū)位碼計(jì)算出在漢字庫中的首地址,，對(duì)于點(diǎn)陣漢字來說，漢字字模的字節(jié)數(shù)是固定的,，大多數(shù)字庫文件都不進(jìn)行壓縮,，采用順序存儲(chǔ)方式。所以從漢字的機(jī)內(nèi)碼(HZ)可以推出該漢字的區(qū)位碼：區(qū)碼=HZ/256-A0H,、位碼=HZ%256-A0H,。然后，根據(jù)下面的公式,，就可以找出該漢字在漢字庫中的位置(Offset)：
Offset=[(區(qū)碼-1)×94+(位碼-1)]×32
這樣,，從漢字庫中就可以讀出該漢字的32B的字模。用C語言設(shè)計(jì)顯示程序時(shí),，根據(jù)點(diǎn)陣顯示屏控制器的特點(diǎn),，為使編程簡單，把漢字分為左右兩部分,，先對(duì)左邊部分從第1行到16行進(jìn)行顯示操作,，然后再對(duì)右邊進(jìn)行同樣操作,。因此首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)順序的轉(zhuǎn)換，即把點(diǎn)陣順序由橫向排列改為縱向排列,。
3.3繪圖軟件的設(shè)計(jì)
為了模擬起重機(jī)的主臂位置,，圖形的繪制是必須的，根據(jù)控制特點(diǎn),，其繪圖是由“點(diǎn)”構(gòu)成的,，直線的繪制如下：首先確定直線的數(shù)學(xué)方程然后根據(jù)數(shù)學(xué)方程確定直線的起始點(diǎn)坐標(biāo)以及直線的斜率，用改進(jìn)的數(shù)字積分插補(bǔ)法對(duì)直線進(jìn)行繪制,；具體的步驟如下：
(1)在一次插補(bǔ)計(jì)算時(shí)不管坐標(biāo)是否有進(jìn)給,，并不輸出執(zhí)行。
(2)單一方向有進(jìn)給時(shí),，不執(zhí)行操作,。
(3)當(dāng)兩個(gè)方向都有進(jìn)給時(shí)，沿斜線方向兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)給,。
(4)當(dāng)一個(gè)方向累計(jì)有兩次進(jìn)給時(shí),，執(zhí)行一個(gè)保留一個(gè)。
曲線的繪制同上[2],。經(jīng)調(diào)試,，顯示速度很快，完全達(dá)到即時(shí)顯示的要求,。
3.4力矩限制器軟件設(shè)計(jì)
力矩限制器軟件包含由主程序和若干子程序及中斷服務(wù)程序組成,，做一簡要介紹。SED1335有數(shù)據(jù)和圖形兩種方式顯示,，在這里考慮到降低編程的復(fù)雜性以及提高程序的可讀性,，只采用圖形方式顯示。
由于在顯示時(shí),，需要定時(shí)更新顯示的是有關(guān)數(shù)據(jù)和圖形,，而邊框和有關(guān)說明不必要重新顯示(節(jié)省微機(jī)時(shí)間，加快顯示速度),；設(shè)定標(biāo)志位表示已經(jīng)在該方式下,，并且編制如下子程序：顯示數(shù)據(jù)方式的底圖(邊框和漢字)子程序、更新數(shù)據(jù)子程序,、顯示圖形方式的底圖子程序,、更新圖形及數(shù)據(jù)子程序。
4結(jié)語
由于點(diǎn)陣液晶屏對(duì)電壓要求較嚴(yán)格,，本文設(shè)計(jì)的大屏幕液晶顯示力矩限制器在硬件電路,、電源及軟件部分均采取了抗干擾措施，通過使用證明該方案是可行的,。他具有如下優(yōu)點(diǎn)：提高了人機(jī)界面的友好性,。此外,，他可以處于休眠工作狀態(tài)，顯示工作方式靈活,，并且具有體積小,、重量輕、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn),。本文介紹的方法同樣適用于其他智能儀器,，具有較好的使用價(jià)值且已獲得良好的效果，其顯示方式和漢字提示給使用者極大的方便,，得到了用戶的好評(píng)。